CN109813248B - 一种用于轴检仪的测量任务设定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于轴检仪的测量任务设定方法，包括以下步骤：通过图像采集系统获取完整的轮廓图像信息；选择测量任务并初始化；选择定位轮廓；设置测量轮廓；设置测量参数；测量任务设定完毕并保存。本发明先对轴类零件进行定位，提高了轮廓选取的准确性，提高了后续测量的稳定性与精度，同时本发明可供测量的参数齐全，满足了用户的不同需求。
Description
技术领域
本发明涉及图像测量技术领域，特别涉及一种用于轴检仪的测量任务设定方法。
背景技术
机械、汽车、机电等行业中大量使用各种轴类零件，其中包括汽车的传动轴、齿轮轴、机床的主轴及纺织机械的罗拉轴等，轴类零件的加工精度直接影响产品的加工质量，甚至直接影响产品的报废率，对轴类零件各处尺寸的精确测量是保证加工精度的重要手段之一，测量的精度和准确性在很大程度上决定了轴类零件的产品质量。目前，对于轴类零件的测量方法分为接触式测量和非接触式测量，接触式测量方法的工作强度大、效率低、很难实现在线测量，不能满足现有轴类零件的多尺寸参数的快速、准确测量；非接触式测量虽然克服了接触式测量的上述缺陷，但大多数非接触式测量的测量任务类型较少，未能完全解决轴类零件参数测量的需求，同时测量的精度和效率达不到预期效果。
发明内容
为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于轴检仪的测量任务设定方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于轴检仪的测量任务设定方法，包括以下步骤：
步骤一：获取待测轴零件完整的轮廓图像；
通过轴检仪的图像采集系统获取待测轴零件完整的轮廓图像信息；
步骤二：选择测量任务并初始化；
步骤三：选择定位轮廓；
(1)根据在步骤一中获取的待测轴零件轮廓图像以及所选择的测量任务，判断待测部位的轮廓图像信息是否稳定；
(2)若待测部位的轮廓图像信息稳定且轮廓线较长时，任意画一条短直线与该待测部位的轮廓线相交，则该短直线即为定位线，与该短直线相交的轮廓线即为定位轮廓；
(3)若待测部位的轮廓图像信息不稳定且轮廓线较短时，则选取该待测部位附近较长且稳定的轮廓作为定位轮廓，并画一条与该定位轮廓相交的短直线作为定位线；
步骤四：设置测量轮廓；
画一个矩形框与待测部位的轮廓相交，所述矩形框框选的轮廓即为测量轮廓；
所述测量轮廓与定位轮廓可以是同一轮廓，也可以是不同轮廓；
若待测轮廓线较短时，选取与待测轮廓线邻近的较长轮廓作为定位轮廓，然后用矩形框框选待测轮廓，则矩形框框选的部分即为测量轮廓；
若待测轮廓线较长时，在所选的定位轮廓处画一个矩形框与该定位轮廓相交，则矩形框内的轮廓即为测量轮廓；
步骤五：设置测量参数；
步骤六：测量任务设定完毕并保存。
在上述方案中，所述步骤一中，图像采集系统包含基座、运动平移台和待测工件固定架，所述运动平移台设置在基座的背面，所述待测工件固定架设置在基座的正面，所述运动平移台连接有支撑架，在所述支撑架的两端分别设有镜头支撑架和光源支撑架，所述镜头支撑架和光源支撑架相互对称，所述镜头支撑架上固定有相机，所述光源支撑架上固定有光源，所述相机的镜头与光源呈中心同轴相对；
还包括PC机、运动控制器及图像处理器，所述PC机分别与运动控制器和图像处理器电连接，所述运动控制器与运动平移台电连接，所述图像处理器与相机电连接；
所述轴检仪通过图像采集系统中设置在基座上的运动平移台带动与运动平移台相连的支撑架沿着基座轴向上下滑动，进而带动与支撑架连接的相机和光源一起沿着基座轴向上下滑动，随着相机与光源的上下滑动，通过相机拍摄固定在待测工件固定架上的待测轴零件完整的轮廓图像信息。
在上述方案中，所述步骤二中，初始化包括系统初始化和相机初始化；
打开PC机中的可视化控制程序，点击初始化按钮，同时启动实时监控程序，将待测工件的实时图像反馈在PC机中，通过PC机控制运动控制器驱动运动平移台移动，带动相机和光源回到零点即初始测量位置，再勾选PC机的操作界面上的实时显示选项，相机会将当前拍摄到的待测工件部分影像显示在用户界面，则完成系统初始化和相机初始化。
在上述方案中，所述步骤二中，测量任务包括直径、直倒角、圆倒角、两直线夹角、长度、点到线的水平向投影、点与点的水平向投影以及点与点的垂直向投影。
在上述方案中，所述步骤五中，测量参数的设置包括标准值、最大值、最小值和实测值；若无实测值，则输入零，测量任务将采用默认比例系数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明先对轴类零件进行定位，在提高轴类零件轮廓准确选取的基础上进行测量，其测量的精度和稳定性在很大程度上得到了提高；2、本发明对轴类零件的测量任务包括直径、直倒角、圆倒角、两直线夹角、长度、点到线的水平向投影、点与点的水平向投影以及点与点的垂直向投影，测量参数齐全，可满足用户的不同需求。
附图说明
图1为本发明轴检仪的测量任务设定方法流程图；
图2为本发明轴检仪的图像采集系统的系统原理示意图；
图3为本发明轴检仪测量工序图；
图4为本发明轴检仪的测量任务设置的一种实施例示意图一；
图5为本发明轴检仪的测量任务设置的一种实施例示意图二；
图6为本发明轴检仪的测量任务设置的一种实施例示意图三；
图7为本发明轴检仪的测量任务设置的另一种实施例示意图一；
图8为本发明轴检仪的测量任务设置的另一种实施例示意图二。
图中：1、基座；2、运动平移台；3、支撑架；3a、镜头支撑架；3b、光源支撑架；4、相机；5、光源；6、待测工件固定架；7、PC机；8、运动控制器；9、图像处理器；10、待测工件。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，为本发明提供的用于轴检仪的测量任务设定方法，包括以下步骤：
步骤一：获取待测轴零件完整的轮廓图像；
通过轴检仪的图像采集系统获取待测轴零件完整的轮廓图像信息；
步骤二：选择测量任务并初始化；
步骤三：选择定位轮廓；
(1)根据在步骤一中获取的待测轴零件轮廓图像以及所选择的测量任务，判断待测部位的轮廓图像信息是否稳定；
(2)若待测部位的轮廓图像信息稳定且轮廓线较长时，任意画一条短直线与该待测部位的轮廓线相交，则该短直线即为定位线，与该短直线相交的轮廓线即为定位轮廓；
(3)若待测部位的轮廓图像信息不稳定且轮廓线较短时，则选取该待测部位附近较长且稳定的轮廓作为定位轮廓，并画一条与该定位轮廓相交的短直线作为定位线；
步骤四：设置测量轮廓；
画一个矩形框与待测部位的轮廓相交，矩形框框选的轮廓即为测量轮廓；
测量轮廓与定位轮廓可以是同一轮廓，也可以是不同轮廓；
若待测轮廓线较短时，选取与待测轮廓线邻近的较长轮廓作为定位轮廓，然后用矩形框框选待测轮廓，则矩形框框选的部分即为测量轮廓；
若待测轮廓线较长时，在所选的定位轮廓处画一个矩形框与该定位轮廓相交，则矩形框内的轮廓即为测量轮廓；
步骤五：设置测量参数；
步骤六：测量任务设定完毕并保存。
如图2所示，步骤一中的图像采集系统包含基座1、运动平移台2和待测工件固定架6，运动平移台2设置在基座1的背面，待测工件固定架6设置在基座1的正面，运动平移台2连接有支撑架3，在所述支撑架3的两端分别设有镜头支撑架3a和光源支撑架3b，镜头支撑架3a和光源支撑架3b相互对称，镜头支撑架3a上固定有相机4，光源支撑架3b上固定有光源5，相机4的镜头与光源5呈中心同轴相对；
还包括PC机7、运动控制器8及图像处理器9，PC机7分别与运动控制器8和图像处理器9电连接，运动控制器8与运动平移台2电连接，图像处理器9与相机4电连接。
轴检仪通过图像采集系统中设置在基座1上的运动平移台2带动与运动平移台2相连的支撑架3沿着基座1轴向上下滑动，进而带动与支撑架3连接的相机4和光源5一起沿着基座1轴向上下滑动，随着相机4与光源5的上下滑动，通过相机4拍摄固定在待测工件固定架6上的待测轴零件完整的轮廓图像信息。
其中，步骤二中，测量任务包括直径、直倒角、圆倒角、两直线夹角、长度、点到线的水平向投影、点与点的水平向投影以及点与点的垂直向投影。
其中，步骤五中，测量参数的设置包括标准值、最大值、最小值和实测值；若无实测值，则输入零，测量任务将采用默认比例系数。
如图3所示，为轴检仪测量工序，准备工作就绪后，打开PC机7的可视化控制程序，点击初始化按钮，同时启动实时监控程序，通过PC机7控制运动控制器8驱动运动平移台2移动，带动相机4和光源5回到初始测量位置，再勾选PC机7操作界面上的实时显示选项，相机4会将当前拍摄到的待测工件10部分影像显示在用户界面，完成系统初始化和相机初始化；
系统初始化结束后在PC机7的操作界面上可以设置新的测量类型或选择已有的测量类型，若需要设置新的测量类，则需对测量工位进行设置，即选择轴类零件截面直径发生变化的位置作为测量工位，通过相机4获取该工位上的图像，并经图像处理器9处理后显示到PC机7中的界面上，依次拾取各个工位的图像，直至得到完整的轮廓图像。
在所得完整轮廓的基础上，进一步设置测量任务，测量任务包括直径、倒直角、倒圆角、两直线夹角、长度、点到线的水平向投影、点与点的水平向投影以及点与点的垂直向投影。
实施例1，以设定测量轴直径为例，阐述其具体任务设定过程，在本轴直径测量任务设定实施例中，待测部位的轮廓图像信息稳定且轮廓图线较长，如图4～图6所示，其测量任务具体设置过程如下：
(1)获得待测工件完整轮廓图像；
(2)选取待测部位轮廓图像信息较为稳定的轮廓作为定位轮廓，由于在本实施例中，待测轴零件的上轮廓边缘信息稳定，故选择其上轮廓为定位轮廓，因此画一条短直线与待测轴零件的上轮廓相交(如图4所示)，此短直线即为定位线，与此短直线相交的上轮廓即为定位轮廓；
(3)在与短直线相交的上轮廓处画一个矩形框与上轮廓相交(如图5所示)，该矩形框内的轮廓即为测量轮廓；
(4)根据(3)中的测量轮廓，自动生成与待测轴零件的下轮廓相交的测量矩形(如图6所示)，至此轴直径测量任务设定完毕。
实施例2，以设定测量线与线之间距离为例，即如图7和图8所示，测量左右两条竖线之间的距离，阐述其具体任务设定过程：在本测量任务设定实施例中，由于左右两条竖线轮廓线太短，不便于定位，故需要选取待测部位附近轮廓图像信息稳定且较长的轮廓作为定位轮廓，其测量任务具体设置过程如下：
(1)获得待测工件完整轮廓图像；
(2)选取待测部位的轮廓线附近的较长轮廓线作为定位轮廓，然后画一条短直线与该较长轮廓线相交(如图7所示)，此短直线为定位线，与此短直线相交的较长轮廓线即为定位轮廓；
(3)用矩形框分别框选待测部位的轮廓线，即图8中所示的左右两条竖线，该矩形框所框选的部分即为测量轮廓。
测量任务设置时，以实测值来计算该尺寸的比例因子，若无实测值，则输入零，该测量任务将采用默认比例系数；测量任务设置完毕后保存所有设置，并开始测量，测量结束后保存测量结果，并将测量的结果存入数据库，如若需要继续测量其它参数可以重新设置测量任务继续进行测量，否则测量结束退出系统。
在选择测量类型下，可以进行形位测量和影像测量，在开始测量之前也需进行工位设置、测量任务设置、测量任务保存，上述设置完毕后才可以开始测量，在形位测量中进行同心度测量时，需根据选择的工件类型输入工件的截面直径和实测直径计算出用户比例系数，并修改系统默认的比例系数；影像测量可利用运动平移台行走的距离测量轴向长度尺寸，也可利用外接的光栅尺测量轴向长度尺寸，该测量结果可用作测量任务设定时的实测值；测量完成后保存所有测量结果，并将所有测量结果以表格的形式存入数据库，以便随时调用和查询，同时不合格的参数会被标记出来。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明的说明书内容所作的等效流程变换，或直接或间接应用在其他相关技术领域，均同理包含在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种用于轴检仪的测量任务设定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：获取待测轴零件完整的轮廓图像；
通过轴检仪的图像采集系统获取待测轴零件完整的轮廓图像信息；
步骤二：选择测量任务并初始化；
步骤三：选择定位轮廓；
(1)根据在步骤一中获取的待测轴零件轮廓图像以及所选择的测量任务，判断待测部位的轮廓图像信息是否稳定；
(2)若待测部位的轮廓图像信息稳定且轮廓线较长时，任意画一条短直线与该待测部位的轮廓线相交，则该短直线即为定位线，与该短直线相交的轮廓线即为定位轮廓；
(3)若待测部位的轮廓图像信息不稳定且轮廓线较短时，则选取该待测部位附近较长且稳定的轮廓作为定位轮廓，并画一条与该定位轮廓相交的短直线作为定位线；
步骤四：设置测量轮廓；
画一个矩形框与待测部位的轮廓相交，所述矩形框框选的轮廓即为测量轮廓；
所述测量轮廓与定位轮廓可以是同一轮廓，也可以是不同轮廓；
若待测轮廓线较短时，选取与待测轮廓线邻近的较长轮廓作为定位轮廓，然后用矩形框框选待测轮廓，则矩形框框选的部分即为测量轮廓；
若待测轮廓线较长时，在所选的定位轮廓处画一个矩形框与该定位轮廓相交，则矩形框内的轮廓即为测量轮廓；
步骤五：设置测量参数；
步骤六：测量任务设定完毕并保存。
2.根据权利要求1所述的用于轴检仪的测量任务设定方法，其特征在于：所述步骤一中，图像采集系统包含基座(1)、运动平移台(2)和待测工件固定架(6)，所述运动平移台(2)设置在基座(1)的背面，所述待测工件固定架(6)设置在基座(1)的正面，所述运动平移台(2)连接有支撑架(3)，在所述支撑架(3)的两端分别设有镜头支撑架(3a)和光源支撑架(3b)，所述镜头支撑架(3a)和光源支撑架(3b)相互对称，所述镜头支撑架(3a)上固定有相机(4)，所述光源支撑架(3b)上固定有光源(5)，所述相机(4)的镜头与光源(5)呈中心同轴相对；
还包括PC机(7)、运动控制器(8)及图像处理器(9)，所述PC机(7)分别与运动控制器(8)和图像处理器(9)电连接，所述运动控制器(8)与运动平移台(2)电连接，所述图像处理器(9)与相机(4)电连接；
所述轴检仪通过图像采集系统中设置在基座(1)上的运动平移台(2)带动与运动平移台(2)相连的支撑架(3)沿着基座(1)轴向上下滑动，进而带动与支撑架(3)连接的相机(4)和光源(5)一起沿着基座(1)轴向上下滑动，随着相机(4)与光源(5)的上下滑动，通过相机(4)拍摄固定在待测工件固定架(6)上的待测轴零件完整的轮廓图像信息。
3.根据权利要求2所述的用于轴检仪的测量任务设定方法，其特征在于：所述步骤二中，初始化包括系统初始化和相机初始化；
打开PC机(7)中的可视化控制程序，点击初始化按钮，同时启动实时监控程序，将待测工件(10)的实时图像反馈在PC机(7)中，通过PC机(7)控制运动控制器(8)驱动运动平移台(2)移动，带动相机(4)和光源(5)回到零点即初始测量位置，再勾选PC机(7)的操作界面上的实时显示选项，相机(4)会将当前拍摄到的待测工件(10)部分影像显示在用户界面，则完成系统初始化和相机初始化。
4.根据权利要求1所述的用于轴检仪的测量任务设定方法，其特征在于：所述步骤二中，测量任务包括直径、直倒角、圆倒角、两直线夹角、长度、点到线的水平向投影、点与点的水平向投影以及点与点的垂直向投影。
5.根据权利要求1所述的用于轴检仪的测量任务设定方法，其特征在于：所述步骤五中，测量参数的设置包括标准值、最大值、最小值和实测值；若无实测值，则输入零，测量任务将采用默认比例系数。
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